Se espera que casi la mitad de los coches que se vendan en 2030 tengan alguna forma de automatización, de nivel 3 o superior. En la escala de sistemas de automatización de L1 a L5 (ver la siguiente imagen), el nivel 3 significa que coche podrá conducir por sí mismo, pero el conductor tendrá que permanecer en el asiento del conductor y cerca del volante para asumir el control durante las desconexiones más o menos frecuentes en las que los sistemas autónomos no puedan maniobrar con un nivel de seguridad garantizado. El nivel 4 supone un paso de gigante en el que puede que haya un volante, pero solo para circunstancias excepcionales, y en el nivel 5 se asume que no hará falta ningún volante.
Si/cuando estas predicciones se hagan realidad, los vehículos convencionales tendrá que coexistir con los vehículos conectados (los que reciben mensajes de otros coches, de servicios de datos externos o de la infraestructura en tiempo real) y con los vehículos autónomos, que probablemente también estén conectados.
Si esto es así, la pregunta es cómo preparamos nuestra infraestructura para maximizar los beneficios que esto pueda traer en términos de seguridad y flujo de tráfico desde una perspectiva tecnológica pero, ¿también desde una perspectiva física?
Cómo preparar nuestras infraestructuras para los VACs
Por el lado tecnológico, uno puede imaginar datos mejores y más relevantes mediante sensorización y mejores comunicaciones en tiempo real entre todos los conductores. Estos sistemas no tendrán prácticamente interrupciones para el conductor, gracias al pequeño tamaño de los dispositivos IoT, edge computing, sistemas en la nube y radios y antenas de telecomunicaciones que serán prácticamente imperceptibles para el ojo humano.
Las infraestructuras del futuro, y no nos estamos refiriendo solo a carreteras nuevas sino a la necesaria modificación de las ya existentes, deben concebirse desde el diseño inicial de las agencias para que sean a prueba de avances tecnológicos e incorporen no solo el clásico reasfaltado y rehabilitación de puentes sino también diseños novedosos que incluyan estándares nuevos para maximizar la seguridad y la sostenibilidad, teniendo en cuenta los nuevos tipos de usuarios y las nuevas tecnologías a nuestra disposición.
Hay en marcha distintas iniciativas para mejorar las directrices y normativas actuales con el fin de dar soporte a los nuevos tipos de usuarios de nuestras carreteras. Diferentes actores están recomendando cambios en el Manual de Dispositivos Uniformes de Control de Tráfico de los EE. UU., y otros están empezando a establecer marcos y protocolos para la conducción conectada. Ahora estos cambios se basan en la investigación de los conductores humanos y de los sistemas de conducción automatizados.
Como en el caso de la seguridad aérea, no estaremos cómodos hasta que los sistemas funcionen un 99,5% del tiempo, pero podrían suponer problemas de seguridad en el otro 0,5%. Para mejorar la industria aérea proporcionando tranquilidad a todos los usuarios, a lo largo de las últimas décadas se han implementado nuevas redundancias y sistemas complementarios (previsión del tiempo, comunicaciones, control del tráfico) de tal forma que ahora cualquier incidente de vuelo se ve como una circunstancia verdaderamente extraordinaria y anormal que los pasajeros ni siquiera tienen en cuenta cuando utilizan estos servicios.
Por el contrario, los accidentes de coche son algo normal, y las decenas de miles de muertes en accidentes de coche que se producen cada año en los EE. UU. preocupan a padres y familiares prácticamente cada vez que alguien sale la carretera durante un periodo de tiempo largo.
Las nuevas tecnologías pueden acercar los estándares de seguridad vial a las normas de seguridad de la industria aérea con el desarrollo de las normativas correctas para redundancias de seguridad.
ADAS – Sistemas de conducción autónoma soportados por la infraestructura
En términos generales, los sistemas avanzados de asistencia a la conducción de vehículos autónomos (conocidos también como ADAS por sus siglas en inglés) se están diseñando para funcionar con mapas de carreteras y elementos de los arcenes que puedan esperar, y con sensores inteligentes integrados como dispositivos lidar, radares, cámaras, etc., para permitirles saber lo que está pasando en realidad a su alrededor. Todos estos sistemas son ejecutados por algoritmos de inteligencia artificial que pueden ser entrenados a lo largo del tiempo para identificar las maniobras de otros vehículos y otros elementos. Incluso pueden ser entrenados para reaccionar igual que los humanos. El problema está en qué hacer cuando las cosas cambian y se producen situaciones inesperadas que tal vez no puedan calibrarse adecuadamente de antemano.
Las nuevas normativas están empezando a tener en cuenta estas situaciones. Se podría pensar que es algo prematuro cuando los VAs están en sus primeras fases de desarrollo, pero teniendo en cuenta la velocidad a la que cambian las normativas, es mejor ponerse manos a la obra y adaptarse mientras la tecnología avanza en lugar de esperar a que se produzcan accidentes.
En términos de infraestructura física, los VAs se benefician de unas líneas y señales más amplias y brillantes. Así pues, se espera que los nuevos estándares recomienden un aumento en la anchura de las señalizaciones blancas de hasta 15 cm en todas las autopistas, de 20 cm cuando se utilizan de 10 o 13 cm y de 25,5 cm si actualmente se utilizan líneas de 15 cm.
A día de hoy otras recomendaciones incluyen:
- Que las señales de tráfico que utilicen luces LEDs tengan una tasa de frecuencia de actualización estándar. La tasa de actualización de los LEDs debe superar los 200 Hz para que las cámaras integradas los detecten más fácilmente.
- La estandarización de la señalización vial, en términos de diseño y ubicación del montaje, puede mejorar la fiabilidad de la detección reduciendo la complejidad de procesamiento de la visión artificial. Un problema que los ADAS consiste en identificar cuándo se les aplica una señal de tráfico, concretamente las que se encuentran en medianas o bifurcaciones.
- Se necesitan líneas que alternen entre blanco y negro en calzadas de color claro como superficies de hormigón para proporcionar contraste en condiciones secas y húmedas. Sin duda las señalizaciones de contraste extrarreflectante serán de ayuda tanto para conductores humanos como para vehículos autónomos, particularmente de noche y en momentos de baja visibilidad (lluvia, niebla, etc.)
Fuente: Robotics and Automation News.
No obstante, una de las recomendaciones clave para que los sistemas de asistencia ADAS tengan un comportamiento seguro es la coherencia y, para ello, es esencial un mantenimiento adecuado y unos tiempos de respuesta rápidos para eliminar o corregir anormalidades u obstáculos en la carretera.
Un ejemplo ilustrativo con señalización de carreteras puede ser una línea blanca perfectamente colocada que, debido a un accidente, queda interrumpida durante 50-100 m por marcas de frenado u otros residuos. Es en estas discrepancias respecto a las expectativas en su mapeo interno cuando los sistemas automatizados necesitan tomar decisiones en décimas de segundos con consecuencias potencialmente mortales. De ahí la necesidad de tiempos de reacción rápidos y de implementar otras redundancias, desde la infraestructura u otro lugar, para aquellas situaciones en las que los ADAS se encuentren con anormalidades y sea más probable que se desconecten.
Gemelos digitales para acelerar esa formación en circunstancias poco usuales y dar más apoyo a la conducción segura de los vehículos que se han desconectado son áreas en las que hay terceros que pueden ayudar a agilizar la adopción de este nuevo tipo de vehículos.
Un caso especial es el control temporal del tráfico (zona de obras). Es recomendable que los dispositivos de canalización tengan al menos 20 cm de ancho y material retrorreflectante para una detección fiable de las máquinas en cualquier condición climática.
No obstante, la anomalía que supone el cierre de cualquier vía, particularmente las que son temporales y no requieren que se vuelva a pintar el asfalto, nos fuerza a pensar en una manera de comunicar mejor dónde se producen esos cierres de vías. Unos conos de tráfico más grandes son una opción, pero otros sistemas y tecnologías conectados deberían permitirnos comunicar los cierres de vías en tiempo real minimizando esos riesgos.
Se están implementando intercambios de datos de zonas de obra en todo EE. UU. para compartir la posición de esos cierres de vías en tiempo real mediante aplicaciones como Waze, pero también publicándolos en los nuevos protocolos estándar para que los lean los vehículos eléctricos conectados (en V2N, V2V, V2I, DSRC o 4G/5G). Unas balizas en los camiones de mantenimiento pueden ubicar con precisión GPS las vías que están cerradas en tiempo real, con un enorme potencial para reducir accidentes en esas zonas y proteger también a los equipos que trabajan en esas carreteras.
Fuente: Travelers.
Más allá de la seguridad, comodidad
Además de la seguridad, desde una perspectiva de productos de consumo, uno podría esperar que los usuarios de VAs demanden distintas configuraciones en el vehículo, no necesariamente coincidentes con los diseños existentes de 4, 5 o 7 asientos mirando hacia delante.
Es probable que se desplieguen nuevos servicios y que las expectativas en cuanto a confort deban tenerse en cuenta al configurar los vehículos autónomos y las carreteras por las que van a circular. Por ejemplo, puede que las aceleraciones y desaceleraciones, los cambios de carril, etc., tengan que ser más suaves, lo que puede suponer zonas de transición más largas en las autopistas, fusión de carriles y coordinación de conectividad de baja latencia entre vehículos que circulen a alta velocidad.
La sensorización de los arcenes y la infraestructura de conectividad pueden ayudar a dar soporte a los sistemas ADAS para disminuir la cantidad de inteligencia que tendríamos que incorporar en cada coche para garantizar la seguridad y la comodidad, reduciendo así potencialmente los costes de fabricación del vehículo y los precios para los consumidores.
Vehículos eléctricos (VEs)
Sin importar el nivel de autonomía, una tendencia aparte pero imparable es la electrificación del parque móvil. Este esperando cambio debería reducir lo que se conoce como emisiones de alcance 3 de las autopistas (las creadas por los usurarios de un producto) y podría suponer una infraestructura y una movilidad mucho más sostenibles. No obstante, también nos trae el problema de la recarga de todos esos vehículos (y de dónde procede toda esa energía, pero ese es otro debate).
Además del despliegue de estaciones rápidas de VEs, surge una oportunidad interesante en el despliegue de calzadas con carga inductiva integrada. Distintos pilotos han probado el concepto en el norte de Europa y, aunque actualmente el coste para una red completa es prohibitivo, especialmente si se tiene en cuenta el coste de volver a asfaltar la carretera, con avances en la tecnología estos elementos podían considerarse parte de cualquier modernización futura en la que los costes de reasfaltado ya hayan sido considerados, convirtiéndose así posiblemente en parte de estas infraestructuras sostenibles en el futuro.
La visión de Cintra
AIVIA es el producto que Cintra está desarrollando para hacer frente a todos estos problemas y tendencias, y liderar lo que serán las autopistas del futuro. Mediante asociaciones con actores de primer nivel en distintos campos, AIVIA actúa en el entorno físico y en el digital para proporcionar infraestructura conectada y sostenible que aumentará la seguridad de todos los usuarios (convencionales, conectados y VAs) en cualquier circunstancia, mejorará el flujo del tráfico e introducirá los elementos para la transición a una movilidad más sostenible que sea más respetuosa con nuestro planeta.
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